在天文学界,重构银河系的生长史就像是在进行一场跨越百亿年的古生物考古。长期以来,天文学家知道银河系并非一诞生就是如今 这般规模,而是通过不断吞并周围较小的矮星系,像“积木”一样逐渐拼凑、壮大起来的。在这场持续百亿年的宇宙食吞史中,最为关键且轰轰烈烈的一幕,莫过于发生在大约105亿年前的“盖亚-香肠-恩克拉多斯”(Gaia-Sausage-Enceladus,简称GSE)星系合并事件。
通过电脑数据模拟重建GSE合并事件所产生的示意图。
之所以会有这样奇特的名字,源自于欧洲太空总署“盖亚”(Gaia)卫星的超高精度观测,它精确测量了银河系内数亿颗恒星的位置 与运动速度,天文学家在分析银河系晕(Halo)区域的恒星时,发现有一大群恒星的运动轨迹非常不寻常──它们以极高的径向速度(朝向或背离银河系中心)高速穿梭。当绘制出这群恒星的速度分布图时,呈现出一个拉长的香肠形状,因此被命名为“盖亚香肠”;而“恩克拉多斯”则取自希腊神话中被埋在火山下的巨人,象征这个巨型星系已被埋葬在银河系的核心深处。
这个被银河系吞并的GSE星系,质量高达太阳的数十亿倍,是银河系历史上经历过最大规模的一场“迎面骨折式”大碰撞。当GSE星系 冲入早期银河系时,强大的潮汐力将它撕得粉碎,无数恒星被甩入银晕,同时这场剧烈的碰撞也激起了早期银河系气体的剧烈坍缩,触发了大规模的恒星诞生潮,甚至彻底改变了银河系厚盘的结构。过去学界普遍认为GSE就是银河系成长早期唯一的“超级大餐”。然而,这 篇最新研究却打破了这个认知。
研究团队利用哈勃太空望远镜(HST)的观测资料,针对银河系内许多古老的球状星团,进行了极为精密的相对年龄与化学成分分析。研究人员发现球状星团在“年龄-金属量”的分布上明显分为三大群落:第一群是银河系本土原生的,第二群则确实属于GSE碰撞事件带来的残留物,而最令人惊喜的是发现了第三群全新的中间序列。这个新序列证实,早在GSE事件发生的18亿年前(即距今约123亿年前的宇宙早期),银河系就已经吞并过另一个质量相当庞大的祖先星系。这个被吞并星系的恒星质量约为5亿倍太阳质量,物质大多沉积在距离银 系中心约2万光年以内的核心区域。
通过AI合成多个不同星系的想象绘制图。
为了向这项新发现以及过去的学术争议致敬,研究团队将这个比GSE更古老的大碰撞祖先星系命名为“低能量-库拉肯-海格力斯”(Low-energy-Kraken-Heracles,简称LKH)。这项研究不仅证明了精确测定星团年龄是重构宇宙考古学的利器,更补齐了银河系幼年时期最 重要的演化拼图,让我们明白银河系的壮大过程比过去所想的更加频繁且充满动态,其研究已发表于《自然‧天文学》。